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차세대 지능형 반도체 1등 국가를 향한 도약이 시작된다

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차세대 지능형 반도체 1등 국가를 향한 도약이 시작된다
- 산업부·과기정통부, ‘20년 891억원 등 10년간 1조원 투자 -
- 인공지능 반도체, 주력산업용 첨단 반도체, 신소자, 미세 공정 등 핵심기술 개발 -
 
□ 세계 최고 수준의 인공지능(AI) 반도체, 주력산업용 첨단 반도체, 저전력·고성능 신소자, 원자 수준의 미세공정 기술 등 미래 반도체 시장을 좌우할 핵심기술 확보를 위한 범부처 합동의 국가연구개발 사업이 ‘20년부터 본격적으로 추진된다.
 
ㅇ 산업통상자원부(장관 성윤모, 이하 ‘산업부’)와 과학기술정보통신부(장관 최기영, 이하 ‘과기정통부’)는 차세대 지능형 반도체 기술개발 사업의 ‘20년 추진을 위한 과제 기획을 완료하고, 1월 20일(월)부터 사업 공고를 시행한다고 밝혔다.
 
ㅇ ‘20년 정부출연 891억원 등 향후 10년간 1조원이 투자될 동사업은 소자, 설계, 장비·공정 등 기술개발 전 주기를 아우르며,
 
- 산업부는 차세대 반도체 설계 기술과 장비·공정 기술 개발(’20년 467억원)을, 과기정통부는 인공지능 반도체 설계 기술 및 신소자 기술 개발(‘20년 424억원)을 담당한다.
□ 그간, 산업부와 과기정통부는 메모리 중심의 불균형적 산업 구조를 극복하고, 4차 산업혁명 도래에 따른 미래 반도체 시장 변화에 대응하여 글로벌 경쟁 우위를 확보하기 위해 차세대 지능형 반도체 기술개발 사업 추진에 힘을 모아왔다.
 
ㅇ ‘17년부터 공동으로 사업 기획을 추진하였으며, ’19.4월 국가연구개발사업 예비타당성 조사가 통과됨에 따라 관련 기술개발을 추진할 수 있는 재원을 마련하였다.
 
【 ‘차세대 지능형 반도체 기술개발 사업’ 개요】
◇ (목표) 미래 수요대응, 신시장 선점 위한 차세대 지능형 반도체 핵심ㆍ원천기술 확보
 
◇ (기간ㆍ금액) 산업부 5,216억원(’20～’26), 과기정통부 4,880억원(‘20~’29), 총 1조 96억원
 
* 최근 5년간 R&D 예타 사업 중 1조원 규모를 넘은 사업은 동 사업이 유일
 
◇ (주요내용) 연산속도 향상을 위한 설계기술(산업부·과기정통부), 미세화 한계를 극복하는 원자단위 공정·장비 기술(산업부), 전력소모 감소 및 고성능 구현을 위한 미래소자(과기정통부) 등
 
ㅇ 이후, ‘20년 본격적인 사업 추진을 위해 분야별로 외부 전문가들이 참여하는 과제기획위원회를 구성하고, 산학연 대상 기술 수요조사, 사전 의견수렴 등을 거쳐 분야별 최종 추진 과제를 확정하였다.
 
< 부처별 주요 추진내용 >
 
구분
산업부
과기정통부
분야
•(설계) 경량 프로세서, 초고속 스토리지, 센서, 모뎀, 구동 및 제어기술 등
 
•(장비·공정) 원자단위 미세화,수직 중첩기술 등
•(설계) 인공지능 프로세서(NPU 등), 초고속 인터페이스, SW 등
 
•(소자) 저전력·고성능 신소자 및 상용화 연계를 위한 집적‧검증기술 등
 
□ 분야별 세부적인 기술개발 추진방향은 다음과 같다.
 
① 차세대 반도체 설계기술 개발(산업부)
 
ㅇ 자동차, 첨단 가전, 의료·바이오, 에너지, 첨단로봇 등 5대 전략 산업 및 공공 수요와 연계하여 시장에서 필요로 하는 시스템반도체(SoC) 설계기술을 개발하고,
 
- 다양한 어플리케이션에 범용적으로 활용 가능한 ①경량 프로세서, ②스토리지, ③센싱, ④연결 및 보안, ⑤제어 및 구동 등 5대 핵심 요소기술을 개발한다.
 
ㅇ 금년부터 시작되는 대표 과제로는 5대 전략 산업과 관련된 ①안전한 자율주행을 위한 다종 신호처리 및 보안 기능이 강화된 차량 통신용 SoC, ②자가 화질 개선 및 AR/VR을 위한 통합 디스플레이용 SoC 등이,
 
- 공공수요 연계를 통한 안전한 국민생활 지원을 위한 과제인 ①5G 기반 범죄예방을 위한 전자발지용 SoC, ②지하 매설시설의 가스 누수 감지를 위한 SoC 등이 있다.
 
ㅇ 사업 종료시점에는 세계 최고 수준의 고해상도 디스플레이 구동 SoC, 초고속 데이터 전송용 SoC, 초장거리 상황인지용 SoC 등 세계시장을 선도하는 혁신 기술 확보를 통해 시스템반도체 생태계 전반의 역량 강화를 뒷받침 할 계획이다.
 
【디스플레이용 SoC 예】
(～’22) 8K-120Hz급 → (～’26) 16K 240Hz 차세대 초고화질 AR/VR MicroLED용 SoC
 
※ K는 디스플레이 해상도 표시단위, 16K의 경우 현재 4K 영상의 16배의 고해상도를 의미
 
【초고속 데이터 전송용 SoC 예】
(～’22) 2.5GB/s급 → (～’26) 10GB/s급 고용량 데이터 처리용 이기종/다중 센서 인터페이스 통합 SoC
 
※ B/s는 초당 전송 데이터 전송속도 단위, 10GB/s는 1초에 100억 비트를 전송하는 속도
 
② 미세공정용 장비·공정기술 개발(산업부)
 
ㅇ 장비·공정 분야에서는 반도체 제조 경쟁력의 핵심인 공정 미세화를 위한 미세공정용 장비·부품 기술을 개발한다.
 
- 금년부터 대표적으로 ①차세대 메모리, 고집적 시스템반도체 제조를 위한 원자 레벨 증착 장비 및 자동 검사 기술, ②차세대 고집적 패키지를 위한 열처리 및 중성자에 의한 소프트웨어 에러 검출기술 등을 개발한다.
 
ㅇ 사업 종료시점에는 세계 최고 수준의 반도체 제조용 10나노 이하 공정 장비와 3D 패키지 장비 기술 확보를 통해 반도체 산업 전반의 경쟁력 강화를 뒷받침할 계획이다.
 
【공정장비 예】
 
(～’22) 100 Å이하급 → (～’26) 50 Å이하급 원자수준공정 증착 장비 핵심기술 확보
 
※ 1 Å는 반도체에서 전기를 흐르게 하는 물질의 크기로 0.1nm를 의미
 
ㅇ 장비·공정과 설계 분야간 연계 강화를 위해 본 사업 진행과정에서 확보된 장비·공정 기술을 활용한 반도체 설계기술 개발도 향후 지원할 예정이다.
 
* (예시) 「100단 이상 3D NAND 증착 기술 및 100Å급 이하 III-V, Ge on Si 저온 선택적 에피 증착 장비」 등 반도체 공정장비 고도화(4년차 완료) 기술 활용한 엣지 시스템 메모리 솔루션 기술개발 지원
 
ㅇ 과제를 통해 개발된 기술이 최종 사업화 성과로 이어질 수 있도록 설계전문기업(팹리스)과 수요기업간 협력 플랫폼(얼라이언스 2.0*)을 적극 활용하고,
 
* 자동차, IoT가전·바이오·에너지·로봇 분야 반도체 수요기업과 팹리스 기업 참여
 
- 대기업의 양산라인 등을 활용해 중소기업의 소재·장비를 검증하는 성능평가 사업*과도 연계를 강화할 예정이다.
 
* 소재부품기술기반혁신(양산성능평가) : ‘20년, 400억원
 
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